Начинаем новую рубрику. Буду рассказывать на русском и понятном языке главные понятия в биологии. Бекоз енглиш вордс миютулатед витд рашэн пронансиашион соунд террибл энд патетик.Сегодня расскажу о том, как клетки делают РНК и зачем она нужна.
У всех живых существ есть хромосомы (кроме вирусов). Хромосомы — это большие и длинные молекулы ДНК. Сама ДНК всегда находятся в паре. Часто ДНК изображают в виде винтовой лестницы. Например, у бактерий одна хромосома, у нас с вами — 46, а у картошки — 48. У всех ядерных существ (то есть всех, кроме бактерий и архей) ДНК упакована в ядро. Чтобы сделать белок, клетке нужно выполнить несколько действий. Главных шаг можно назвать переносом (transcription — транскрипция). Здесь клетка переписывает или переносит указания с ДНК на понятный клетке язык — РНК. В результате такого переноса мы получаем мРНК (м — от первой буквы английского слова "посланник"). Ведь мРНК — это послание от ядра. Обычно мРНК существует одна, без пары, и является точной копией одной из нитей ДНК.
Целых 60 различных белков работают над переноской указаний! Главный из них — белок-фермент РНК-полимераза II. Именно он создает мРНК. РНК-полимераза II состоит из 12 различных белков. РНК-полимераза II имеет центральный канал, который ведет к иону магния. Именно там и происходит чудо. ДНК входит в полимеразу с одной стороны, проходит через этот канал, и две нити ДНК расходятся в стороны. Одна нить изгибается, приближаясь к иону магния в центре фермента. В этом месте, называемом активным центром, производится мРНК, следуя указаниям изогнутого участка нити ДНК. Наконец, созданное строение ДНК-мРНК выходит из фермента под углом около 90° по отношению к ДНК, входящей в фермент.
Самое важное в любом деле — это его начать, так и для переноса. Когда с ДНК переносят указания, не переносят всю ДНК целиком, а только часть — ген. Именно этот участок ДНК содержит информацию для создания нужного белка. Как мы уже узнали, ДНК должна согнуться, чтобы быть перенесенной на язык РНК. Однако ДНК в своей обычной форме очень жесткая. Чтобы согнуться, её нужно разделить на отдельные нити, после чего она становится абсолютно гибкой. Как только ДНК стала податливой, на помощь РНК-полимеразе II приходят пять дополнительных молекул-помощников. Их именуют общими факторами транскрипции. По-русски — указующие. Эти указующие помогают включать или выключать определенные гены. Указующие находят в ДНК начало гена, разворачивают ДНК и сгибают её вблизи активного центра, указывая РНК-полимеразе II где начать переносить информацию.
Как РНК-полимераза II решает, что переносить? Ведь не все белки нужны одновременно! В каждом типе клеток нужны свои белки. Эта группа решений и действий называется регуляцией экспрессии генов, по-русски — управление выражением генов. Когда ген самовыражается, его указания переносятся с языка ДНК на язык РНК. Именно это определяет правильную работу вашего организма. Есть особая группа белков — медиаторы, по-русски посредники. Когда клетке что-то нужно, они отправляют запрос в ядро. Именно посредники "бегают" от остальной части клетки к ядру и РНК-полимеразе II и говорят, что нужно переносить и какой ген должен выразиться.
Я хочу разжечь ваше любопытство для следующей статьи. По одним подсчетам, у человека всего 25 000 генов. А белков у нас минимум 100 000. Если один ген делает один белок, откуда берутся остльные 75 000?
Источник:
Kornberg RD (2021) The Transcription of Life: From DNA to RNA. Front. Young Minds. 9:599460. doi: 10.3389/frym.2020.599460
Ставя любо, подписываясь или же пересылая статью друзьям, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Удивительные факты о съедобных цветах